Météo : au cœur des nuages

La formation des nuages est loin d'avoir livré tous ses secrets à la science. Leur étude à l'échelle microscopique dévoile un monde de chimie et de biologie qu'on commence seulement à explorer.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°216 daté avril/ juin 2024.

Des aérosols pour constituer le noyau dur des nébulosités

À l'école, on enseigne que les nuages se forment lors des mouvements de masses d'air. Leur naissance est avant tout une histoire de condensation, c'est-à-dire de transformation de vapeur d'eau en gouttelettes liquides en suspension dans l'air. Désormais, la recherche regarde aussi ces processus à l'échelle microscopique. Car pour générer la condensation et créer les gouttelettes, il faut un support. Les scientifiques les nomment particules d'aérosols.

La taille et la nature de ces aérosols varient. Le plus souvent d'origine naturelle, comme les sels de mer ou des composés organiques émis par la végétation, ils peuvent même être vivants comme des bactéries, des microalgues, des pollens… Ils sont aussi produits par l'activité humaine, comme les poussières émises par les usines ou les feux de cheminée, particules issues de la circulation automobile. Lorsque les aérosols proviennent du sol, ils sont dits primaires. Créés directement dans l'air, par oxydation sous l'effet des rayonnements solaire et infrarouge, ils sont qualifiés de secondaires.

En fonction de la composition chimique des aérosols, un nuage peut avoir différentes propriétés. Les nuages riches en aérosols issus de la pollution sont par exemple particulièrement brillants. Car ces particules forment des gouttelettes plus nombreuses et petites que les particules naturelles. La réflexion de la lumière y est plus forte. Les sels de mer, eux, facilitent la production de pluie. Et les poussières de combustion semblent plus fréquentes dans les nuages de grêle.

Pour étudier ces phénomènes, les météorologues disposent d'un aspirateur à nuages, ou collecteur d'eaux atmosphériques : un dispositif de recherche unique au monde installé au sommet du puy de Dôme (1465 m). L'appareil capte les nuages de la troposphère libre, une partie de l'atmosphère qui permet le[...]

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